Cos'è l'interazione genica? Tipi di interazione genica. Interazione di geni non allelici

La composizione del genotipo umano include un numero enorme di geni che portano informazioni sulle proprietà e le qualità del nostro corpo. Nonostante un numero così grande, interagiscono come un unico intero sistema.

Dal corso di biologia della scuola, conosciamo le leggi di Mendel, che ha studiato gli schemi di ereditarietà dei personaggi. Nel corso della sua ricerca, lo scienziato ha scoperto geni dominanti e recessivi. Alcuni sono in grado di sopprimere la manifestazione degli altri.

In effetti, l'interazione dei geni va ben oltre le leggi mendeliane, sebbene tutte le regole dell'eredità siano rispettate. Puoi vedere la differenza nella natura della divisione del fenotipo, poiché il tipo di interazione potrebbe essere diverso.

Caratteristiche geniche

Un gene è un'unità di ereditarietà, ha alcune caratteristiche:

1. Il gene è discreto. Determina il grado di sviluppo di un particolare tratto, incluse le caratteristiche delle reazioni biochimiche.
2. Ha un effetto graduale. Accumulare nelle cellule del corpo, può portare a un rafforzamento o indebolimento della manifestazione del tratto.
3. Tutti i geni sono strettamente specifici, cioè sono responsabili della sintesi di una specifica proteina.
4. Un gene può avere più effetti, influenzando lo sviluppo di più segni contemporaneamente.
5. Diversi geni possono partecipare alla formazione di un singolo tratto.
6. Tutti i geni possono interagire tra loro.
7. L'aspetto del gene è influenzato dall'ambiente esterno.

I geni sono in grado di agire a due diversi livelli. Il primo è il sistema genetico stesso, in cui vengono determinati lo stato dei geni e il loro lavoro, stabilità e variabilità. Il secondo livello può essere considerato già quando si lavora nelle cellule del corpo.

Tipi di interazione di geni allelici

Tutte le cellule del nostro corpo hanno set cromosomico diploide (è anche chiamato doppio). 23 cromosomi dell'uovo sono fusi con lo stesso numero di cromosomi dello sperma. Cioè, ogni tratto è rappresentato da due alleli, e sono chiamati geni allele.

Tali coppie alleliche si formano durante la fecondazione. Possono essere entrambi omozigoti, cioè costituiti da alleli identici ed eterozigoti, se sono inclusi alleli diversi.

Le forme di interazione dei geni allelici sono presentate chiaramente nella tabella.

Dominanza completa e incompleta

Possiamo parlare di dominio completo nel caso in cui uno dei geni può fornire la manifestazione di un tratto, mentre il secondo non è in grado di farlo. Un gene forte prende il nome del dominante e il suo avversario - il recessivo.

L'ereditarietà in questo caso avviene interamente secondo le leggi di Mendel. Ad esempio, il colore dei semi di pisello: nella prima generazione vediamo tutti i piselli verdi, cioè, questo colore è la caratteristica dominante.

Se durante la fecondazione il gene di occhi marroni e occhi azzurri si uniscono, allora gli occhi del bambino saranno marroni, perché questo allele sopprime completamente il gene responsabile occhi blu.

Con una dominanza incompleta, una manifestazione di un tratto intermedio può essere vista negli eterozigoti. Ad esempio, quando si attraversa una bellezza notturna omozigote per una caratteristica dominante con fiori rossi con lo stesso individuo, solo con una corolla bianca, si possono vedere gli ibridi rosa nella prima generazione. Il segno rosso dominante non sopprime completamente la manifestazione di un bianco recessivo, quindi alla fine qualcosa si rivela essere una media.

Co-dominio e sovradominanza

Questa interazione di geni, in cui ciascuno fornisce il proprio tratto, è chiamata codominanza. Tutti i geni in una coppia allelica sono assolutamente equivalenti. Né può sopprimere l'azione dell'altro. È questa interazione di geni che osserviamo nell'eredità dei gruppi sanguigni negli esseri umani.

Il gene O fornisce la manifestazione del 1 ° gruppo sanguigno, il gene A - il secondo, il gene B - il terzo, e se i geni A e B si uniscono, allora nessuno può sopprimere la manifestazione dell'altro, così si forma un nuovo gruppo sanguigno 4.

L'overdominating è un altro esempio dell'interazione di geni allelici. In questo caso, gli individui eterozigoti per questo tratto hanno una manifestazione più luminosa di quella omozigote. Questa interazione genica è alla base del fenomeno dell'eterosi (il fenomeno della potenza ibrida).

Quando si incrociano due varietà di pomodori, ad esempio, si ottiene un ibrido che eredita i tratti di entrambi gli organismi originali, poiché i segni diventano eterozigoti. Nella prossima generazione, ci sarà già la suddivisione in segni, quindi non è possibile ottenere la stessa progenie.

Nel mondo animale, è possibile osservare la sterilità di tali forme ibride. Tali esempi di interazione genica possono essere trovati spesso. Ad esempio, quando si incrocia un asino e una cavalla, nasce un mulo. Ha ereditato tutte le migliori qualità dei suoi genitori, ma lui stesso non può avere figli.

Negli esseri umani, l'anemia falciforme è ereditata in questo tipo.

Geni non allelici e loro interazione

I geni che si trovano in diverse coppie di cromosomi sono chiamati non alelici. Se sono insieme, possono influenzarsi a vicenda.

L'interazione di geni nonallelici può essere effettuata in diversi modi:

1. Complementarità.
2. Epistasi.
3. Azione del polimero.
4. Pleiotropica.

Tutti questi tipi di interazione genetica hanno le loro caratteristiche distintive.

complementarità

In questa interazione, un gene dominante integra l'altro, che è anche dominante, ma non è allelico. Mettendo insieme, essi contribuiscono alla manifestazione di un segno completamente nuovo.

Si può dare un esempio di colorazione nei fiori. piselli dolci. La presenza del pigmento, il che significa che il colore del fiore è fornito da una combinazione di due geni: A e B. Se almeno uno di questi è assente, il bordo sarà bianco.

Nell'uomo, questa interazione di geni nonallelici è osservata durante la formazione dell'organo dell'udito. L'udito normale può essere solo se entrambi i geni sono presenti - D ed E - in uno stato dominante. Con un solo dominante o entrambi in uno stato recessivo, non c'è udito.

epistasi

Tale interazione di geni non allelici è completamente opposta all'interazione precedente. In questo caso, un gene non allelico è in grado di sopprimere la manifestazione di un altro.

Le forme di interazione genica in questa variante possono essere diverse:

• Epistasi dominante
• Recessivo.

Nel primo tipo di interazione, un gene dominante sopprime la manifestazione di un altro dominante. I geni recessivi sono coinvolti nelle epistasi recessive.

Secondo questo tipo di interazione, l'ereditarietà del colore del frutto nella zucca, si verifica la colorazione della lana nei cavalli.

Effetto polimerico dei geni

Questo fenomeno può essere osservato quando diversi geni dominanti sono responsabili della manifestazione dello stesso tratto. Se esiste almeno un allele dominante, il segno apparirà necessariamente.

I tipi di interazione genica in questo caso possono essere diversi. Uno di questi è un polimero cumulativo, quando il grado di manifestazione di un tratto dipende dal numero di alleli dominanti. Questa è l'eredità del colore dei chicchi di grano o del colore della pelle negli esseri umani.

Tutti sanno che tutte le persone hanno un diverso colore della pelle. In alcuni, è completamente leggero, alcuni hanno la pelle scura e rappresentanti Razza negroide - e completamente nero. Gli scienziati sono dell'opinione che il colore della pelle sia determinato dalla presenza di tre geni diversi. Ad esempio, se il genotipo contiene tutti e tre nello stato dominante, la pelle è la più scura, come nel Negro.

A giudicare dal colore della nostra pelle, non ci sono alleli dominanti nella razza caucasoide.

È stato a lungo scoperto che l'interazione di geni nonallelici per tipo di polimero influenza la maggior parte dei tratti quantitativi negli esseri umani. Questi includono: altezza, peso corporeo, capacità intellettuali, resistenza del corpo alle malattie infettive e alcuni altri.

Si può solo notare che lo sviluppo di tali segni dipende dalle condizioni ambientali. Una persona può avere una predisposizione all'eccesso di peso, ma se segui la dieta, puoi evitare questo problema.

Effetto pleiotropico dei geni

Gli scienziati sono da tempo convinti che i tipi di interazione genetica siano abbastanza ambigui e molto versatili. A volte è impossibile predire la manifestazione di alcuni tratti fenotipici, perché non è noto come i geni interagiscano tra loro.

Questa affermazione è enfatizzata solo dal fatto che un gene può influenzare la formazione di più caratteri, cioè avere un effetto pleiotropico.

È stato a lungo notato che la presenza di pigmento rosso nei frutti di barbabietola è necessariamente accompagnata dalla presenza dello stesso, ma solo nelle foglie.

Nell'uomo, una malattia è conosciuta come Sindrome di Marfan. È associato a un difetto nel gene responsabile dello sviluppo del tessuto connettivo. Il risultato è che ovunque ci sia questo tessuto nel corpo, i problemi possono essere osservati.

Tali pazienti hanno dita lunghe "a ragno", una dislocazione della lente dell'occhio, viene diagnosticata una malattia cardiaca.

L'influenza dei fattori ambientali sull'azione dei geni

L'influenza di fattori ambientali esterni sullo sviluppo di organismi non può essere negata. Questi includono:

• Potenza.
• Temperatura.
• Luce.
• La composizione chimica del terreno.
• Umidità ecc.

I fattori ambientali sono fondamentali nei processi di selezione, ereditarietà e variabilità.

Quando consideriamo le forme di interazione dei geni allelici o non alleliche, dobbiamo sempre tenere conto dell'impatto dell'ambiente. Puoi fare un esempio: se le piante di primula si incrociano ad una temperatura di 15-20 gradi, allora tutti gli ibridi della prima generazione avranno un colore rosa. A una temperatura di 35 gradi tutte le piante diventano bianche. Qui avete l'influenza del fattore ambientale sulla manifestazione dei segni, non importa qui quale gene è dominante. Nel coniglio, si scopre, il colore del mantello dipende anche dal fattore di temperatura.

Gli scienziati hanno a lungo lavorato sulla questione di come controllare le manifestazioni dei segni, esercitando varie influenze esterne. Questo può fornire un'opportunità per controllare lo sviluppo di segni congeniti, che è particolarmente importante per l'uomo. Perché non usare le tue conoscenze per impedire che certe malattie ereditarie si manifestino?

Tutti i tipi di interazione di geni allelici, e non solo, possono essere così diversi e sfaccettati, che è impossibile attribuirli a qualsiasi tipo particolare. Si può solo dire che tutte queste interazioni sono ugualmente complesse, sia negli uomini che nei rappresentanti di tutte le specie vegetali e animali.